Desafio CTA de Modelos para Estações Meteorológicas

Motivação

Uma parte importante do desenvolvimento do projeto Estacões Meteorológicas Modulares é a padronização de equipamentos e métodos de coleta de dados entre diferentes estações de uma mesma rede. Para isso, é importante que esses equipamentos sejam tão acessíveis quanto possível.

O desafio

O desafio proposto é desenvolver uma cápsula protetora para os sensores que medem temperatura do ar, como o BMP085 e o DHT11. Seguindo a definição de temperatura do ar dada pela Organização Meteorológica Mundial, "a temperatura medida por um termômetro exposto ao ar e protegido contra radiação solar direta"[1]; essa cápsula, então, deve ser impermeável, conter uma blindagem contra radiação solar, permitir o contato com o ar e ser facilmente desenvolvida com materiais de baixo custo -- reciclados se for possível.

Esse desafio é uma proposta a instituições de ensino (ou quaisquer outras instituições ou indivíduos) que se interessam pelo projeto e queiram colaborar, contribuindo à pesquisa científica e estimulando a ciência cidadã e colaborativa e a interdisciplinaridade.

Desenvolvimento

Uma proposta inicial é o uso de caixas de leite ou suco, que são impermeáveis e revestidas internamente por alumínio, que reflete a radiação solar (é preciso virar a caixa ao avesso -- ver figuras abaixo). Para a passagem de ar, podem ser feitas aberturas na embalagem; e para impedir a entrada de chuva, uma segunda cápsula (uma caixa de creme de leite por exemplo), também com aberturas para a passagem de ar, pode ser inserida por dentro da primeira -- as aberturas das duas cápsulas devem ser tais que a chuva não possa passar para dentro da segunda. O sensor é contido na segunda cápsula.

Caixa de suco fechada:

Caixa aberta:

Parte interna (alumínio), com marcações onde podem ser feitas as aberturas:

Caixa fechada ao avesso, presa com elásticos:

Testes de comparação

Para garantir a validade dos resultados obtidos, podemos comparar os dados com dados medidos (nos mesmos local e período, e com o mesmo modelo de sensor) de um abrigo meteorológico profissional. Aqui, documentaremos a comparação com uma cápsula protetora dualBase (semelhante a essa).

Abrigo meteorológico de proteção contra radiação solar dualBASE

Teste dos sensores.

Antes de fazer a comparação, é importante testar os sensores a serem utilizados. Aqui, foram utilizados para o primeiro teste de comparação sensores LM35, que podem ser ligados a um mesmo circuito facilmente. Após, foram testados sensores BMP085 e DHT22, que obtêm resultados mais precisos.

Testes dos sensores LM35
Testes dos sensores BMP085
Testes dos sensores DHT22

Modelos em software

Modelos de abrigos meteorológicos desenvolvidos no software Blender.

Modelo em software de abrigo meteorológico básico

Modelo em software de abrigo meteorológico avançado

Referências

[1] Organização Meteorológica Mundial. (2008) Guide to Meteorological Instruments and Methods Of Observation. WMO-8. Seventh edition. Chapter 2, Measurement of Temperature.

Outros modelos caseiros de proteção contra radiação para estações meteorológicas.

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s2.png (36.3 kB) Renan da Silva, 06/01/2014 14:44

s3.png (37.2 kB) Renan da Silva, 06/01/2014 14:44

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s4.png (38.7 kB) Renan da Silva, 06/01/2014 14:44

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Medidor_LM35.ino (3.9 kB) Renan da Silva, 06/01/2014 14:58

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